河流下切侵蚀,原来的河谷底部超出一般洪水位之上,呈阶梯状分布在河谷两侧谷坡上,被称为河流阶地。随着印度洋板块与亚欧板块的碰撞,天山地区遭受了强烈的挤压和间歇性隆升,气候也越来越干旱。受其影响,天山山麓北坡以冰川融雪为主要补给的奎屯河冲出天山后使河谷两岸形成多级阶地(图中T1-T6,表示不同时期的阶地分布,数字越大,年代越久远),并深切早期的泥沙质岩,形成约200米深的奎屯大峡谷,峡谷谷壁近直立,谷壁上的冲沟将两岸雕凿成石林状。该地降水主要集中在夏季,且强度大,6-8月为汛期,径流量占全年的60%以上。